Устройство для глубинного укреп-лЕНия гРуНТА Советский патент 1981 года по МПК E02D3/12 E02D5/36 

Изобретение относится к укреплению грунта при строительстве оснований и фундаментов зданий и сооружений, в частности к устройствам для укрепления грунта смешиванием его с вяжущими материалами.

Известно устройство для укрепления грунта, включающее полый корпус с,забурником, перемешивающие лопасти и режущие лопасти с криволинейнЕлми ножами, каналами и отверстиями l.

Известно устройство для укрепления грунта, включающее полый поворотный корпус с соединительной муфтой размещенные на корпусе забурник, ряд режущих лопастей с передней и задней гранями, ряды перемешивающих и центрирующих лопастей и расположенные вдоль режущих лопастей сопла 2

Недостаток указанных устройств заключается в неравномерном распределении вяжущего материала в обрабатываемой части грунта, а также отсутствует вертикешьное перемещение перемешиваемой массы, что вызывает необходимость выполнения повторной обработки грунта путем дополнительных проходов устройств, в результате чего снижается производительность, а обработанный грунт имеет недостаточную равнопрочность.

Цель изобретения - повышение качества и производительности за счет интенсификации перемешивания и равномерности распределения вяжущего материала.

Поставленная цель .достигается тем, что устройство,включающее полый по0воротный корпус с соединительной муфтой, размещенные на корпусе забурник, ряд режущих лопастей с передней и задней гранями, перемешивающие и центрирующие лопасти и расположенные вдоль

5 режущих лопастей сопла, снабжено дополнительным рядом режущих лопастей, расположенных со смещением относительно ряда основных режущих лопастей, перемешивающие лопасти выполнены в

0 виде наклонно установленных изогнутых по форме конического геликоида полос, попарно соединяющих режугчие лопасти в смежных рядах, сопла - с клапанами и расположены на задней грани

5 режущих лопастей, а забурник - с обечайкой, размещенной в его верхней части под режущими лопастями. При этом в одной паре режущих лопастей перемешивающие лопасти закреплены

0 между внешним концом одной и прилегающей к корпусу частью другой режущей лопасти, а в другой паре закреплены наоборот, прямая, образующая геликоидную поверхность, расположена под углом к продольной оси устройства, равным 30-70, центрирующие лопасти выполнены в виде закрепленной на конце каждой режущей лопасти сегментной пластины, каждый клапан выполнен в виде упругой пластины с противовесами, режущие лопаст в каждой паре смежных рядов смещены в плане на 85-95°, режущие лопасти в каждой паре смежных рядов смещены в плане на 260-280° .

На фиг, 1 схематически изображено устройство со смещенными в плане на 85-95° режущими лопастями, попарно соединенными в смежных рядах перемешивающими лопастями, общий вйд на фиг, 2 - вид А на фиг., на фиг.З разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 - расположения режущих лопастей, попарно .соединенных з-смежных рядах перемешивающими лопастями через 260-280°, вариант/ на фиг. 5 - вид В на фиг.4 на фиг. 6- сечение Г-Г на фиг.5.

Устройство 1 включает полый поворотный корпус 2, по которому подается вяжущий материал, муфту 3 для присоединения устройства 1 к штанге буровой машины (не показана), забурник 4 ,. нижний ряд 5 и дополнительный верхний ряд б режущих лопастей, перемешивающие 7 и центрирующие 8 лопасти.

Забурник 4 состоит из пластин 9 и 5,к которым прикреплены болтами 10 режущие ножи 11 и обечайка 12, верхняя кромка 13 которой установлена под режущей кромкой 14 лопасти 5.

Нижние режущие лопасти основного ряда 5 состоят из несущих балок 15, к. которым впереди закреплены болтами 16 режущие ножи 17, а сзади наплавлены пластины 18.

В середине балки 15 просверлены каналы 19, соединенные с внутренней полостью 20 корпуса 2, и клапаны 21, в которые вставлены сопла 22, закрываемые клапанами 23. Клапаны 23 включают пластины 24, выполненные из упругого материала, например резины, и закрепленные болтами 25 к балке 15 и противовесы 26, выполненные, например, из листового металла.

На концах нижних 5. и верхних 6 режу11А1Х лопастей установлены кронштены 27v ..к которым болтами 28 крепятся центрирующие лопасти 8, выполненные в виде сегментных пластин.

Перемешивающая лопасть 7 , представляющая собой полосу, изогнутую по форме конического геликоида, закреплена нижним концом 29 к режущей лопасти у корпуса 2 а верхним концом 30 к режущей лопасти б дополнительного рядау ее внешнего конца.

Лопасть 7 , представляющая собой также полосу, изогнутую по форме конического геликоида, закреплена нижним концом 29 к режущей лопасти 5 у ее внешнего конца, а верхним концом 30 к режущей лопасти 6 у корпуса 2.

Прямая, образующая геликоидную поверхность лопасти 7, образует с продольной осью устройства 1 угол от 30 до 70°, причем наклон поверхностей такой, что обеспечивает перемещение смеси грунта с вяжущим материалом лопастью 7 к периферии, а лопастью 7 к корпусу 2.

В варианте выполнения устройства 1 (фиг. 4 и 5) перемешивающие лопасти 7 соединяют режущие лопасти в рядах 5 и 6, смещенные в плане на угол 260-280°. Выбор варианта выполнения устройства 1 определяется физико-механическими свойствами .закрепляемых грунтов.

Устройство работает следующим . образом.

Устройство с помощью муфты 3 .закрепляется на буровой полой штанге буровой машины известной конструкции (не показана) и ему придается вращение в направлении стрелки Д и вертикальное перемещение в направлении стрелки А (фиг. 1).

В момент касания режущих лопастей 5 закрепляемого грунта по полой штанге (не показана) в полость 20 устройства 1 подается вяжущий материал, .например цементное молоко, который по каналам 19 и 21 через сопла 22 вводится в грунт. Грунт, смоченный вяжущим, измельчается и разрыхляется ножами 11 забурника 4 и ножами 17 лопастей 5. -Ра,зрыхленный грунт захватывается лопастями 7 у корпуса 2, перемешивается и перемещается к внешним концам лопастей 5 и б, а лопастями 7 захватывается у концов лопастей 5, перемешивается и перемещается к корпусу 2.

Лопасти 7 и 7 одновременно с перемешиванием смеси грунта с вяжущим производят допол.нительное измельчение грунта.

Таким образом, в измельчении грунта в предлагаемой конструкции устрой,.ства 1 в процессе измельчения- и перемешивания грунта участвуют как режущие лопасти 5 и 6, так и перемешивающие 7, что обеспечивает интенсификацию перемешивания и равномерность рапределения вяжущего.материала.

При изготовлении в грунте, например, свай центрирующие лопасти 8 обеспечивают заданное направление устройства относительно оси .сваи.

При достижении заданной глубины укрепления прекращается подача вяжущего материала, устройству 1 придается обратное вращение и перемещение вверх. При этом грунт продолжает измельчаться лопастями 6 и перемеши ваться лопастями 7. Лопасти 5 нижними поверхностями 31 производят уплотнение смеси грун та с вяжущим. Смесь прижимает клапа 23 к соплам 22, что предохраняет их от забивания грунтом, а ножи 11 заб ника 4 и обечайка 12 способствуют созданию разнопрочной зоны укреплен грунта при подъеме устройства 1. Таким образом, сечение образуемо сваи от периферии до обечайки 12 уплотняется поверхностью 31 лопасте 5, а внутренняя часть сваи - поверх ностью 32. ножей 11 забурника 4. Преимущества предлагаемого устройства перед известными конструкти ными решениями заключаются в том, что вяжутций материал более равномер но распределяется по сечению уплотняемой массы грунта и устраняется недостаточное уплотнение смеси в зоне, прилегающей к забурнику. Благодаря этому повышается качество укрепления грунта, повышается его несущая способность и увеличивается производительность процесса в 2-3 раза. Формула изобретения 1. Устройство для глубинного укрепления грунта, включающее полый поворотный корпус с соединительной муфтой, размещенные на корпусе забурник , ряд режущих лопастей с передней и задней гранями- перемелщвакщие и центрирующие лопасти и расположенные вдоль режущих лопасте сопла, отличающееся тем что, с целью повышения качества и производительности за счет интенсиф кации перемешивания и равномерности распределения вяжущего материала, оно снабжено дополнительным рядом режущих лопастей, расположенных со смещением относительного ряда основных режущих лопастей, перемешивающие лопасти выполнены в виде наклонно установленных изогнутых по форме конического геликоида полос, попарно соединяющих режущие лопасти в смежных рядах, сопла - с клапанами и расположены на задней грани режущих лопастей, а забурник - с обечайкой, размещенной в его верхней части под режущими лопастями. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что в одной паре режущих лопастей перемешивающие лопасти закреплены между внешним концом одной и прилегающей к корпусу частью другой режущей лопасти, а в другой паре закреплены наоборот. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающееся тем,, что прямая, образующая геликоидную поверхность, расположена, под углом к продольной оси устройства, равным 30-70°. 4.Устройство по П.1, от л и чающееся тем что центрирующие лопасти выполнены в виде за- крепленной на конце кгивдой режущей лопасти сегментной пластины. 5.Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что каждый клапан выполнен в виде упругой пластины с противовесом. 6.Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что режущие лопасти в каждой паре смежных рядов смещены в плане на 85-95 . 7.Устройство по пп.1-3 и 6, от личающееся тем, что режущие лопасти в каждой паре смежных рядов смещены в плане на 260-280. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 560945, кл. Е 02 D 5/36, 1974. 2.Авторскоесвидетельство СССР 149717, кл. Е 02 D 5/36, 1961.

838001

27

гй

фиг.1

Б-6

7,2

/7

70

Фиг.

S

Z9 5

W

f-r